一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法技术

本发明专利技术涉及一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法，包括以下步骤：S 1：极限接入容量优化模型建立，以配网中最大接入容量为优化目标，建立极限接入容量优化模型；S2：模型约束条件确定，所述的模型约束条件包括电压偏差约束、电压波动约束、短路电流约束、线路载流量约束、潮流方程约束以及分布式电源有功出力约束；S3：极限接入容量优化：采用粒子群算法对优化模型求取最优解，优化配网各节点分布式电源极限接入容量。与现有技术相比，本发明专利技术具有安全高效、系统适应性强、分布式电源接入指导更加方便等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法
本专利技术涉及配网领域，尤其是涉及一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法。
技术介绍
由于现有配网在规划时大多并未考虑分布式电源的大量接入，加上随着分布式在配网中渗透率不断跃升，分布式电源自身的波动性、间歇性、不可预测性等特点势必会给传统配网带来一系列问题，因此研究分布式接入对配网影响及最大准入容量具有实际意义。现有研究中分析了在满足三段式电流保护可靠动作的前提下，配电网允许接入的分布式电源的最大容量，并提出通过改动电网继电保护来提高分布式接入容量；此外，有研究文以配电网输电线路、断路器及电流保护等主要设备的安全运行作为约束条件计算分布式电源极限准入容量，并得到限制分布式电源并网容量的配电设备及相关参数，以此为依据定位配电网设备适应能力薄弱点并提出相应的改造措施；在应对措施上，大多以单一约束条件为前提，建立对应的数学模型来确定分布式电源极限准入容量。现有技术约束条件的单一性，使最终获得的分布式电源接入容量只能满足相对应的单一约束条件，在实际运行中便极有可能引起其他约束越限。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全、高效的配网分布式电源极限接入容量的优化方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法，包括以下步骤：S1：极限接入容量优化模型建立，以配网中最大接入容量为优化目标，建立极限接入容量优化模型；S2：模型约束条件确定，所述的模型约束条件包括电压偏差约束、电压波动约束、短路电流约束、线路载流量约束、潮流方程约束以及分布式电源有功出力约束；S3：极限接入容量优化：采用粒子群算法对优化模型求取最优解，优化配网各节点分布式电源极限接入容量。优选地，所述的最大接入容量为最大分布式电源的装机容量。优选地，所述的极限接入容量优化模型的表达式为，其中，PDG,i为第i个分布式电源的装机容量，n为分布式电源的装机总数。优选地，所述的模型约束条件中，1)电压偏差约束的表达式为，UN(1-ε1)≤Ui≤UN(1+ε2)其中，UN为电网额定电压，Ui为第i个节点处的电压偏差；2)电压波动约束的表达式为，d％≤dmax％其中，d％为某节点处的电压波动值，dmax％为电压波动上限；3)短路电流约束的表达式为，Ik≤Ik.max其中，Ik为第k个节点处的短路电流，Ik.max为第k个节点处的最大三相短路电流；4)线路载流量约束的表达式为，I≤Imax其中，I为某节点处的线路载流量，Imax为配网允许的最大线路载流量；5)潮流方程约束的表达式为，F(Pi,Qi,Ui,PDG,QDG,r,x)＝0其中，PDG和QDG分别为分布式电源的有功功率和无功功率，r为电路电阻，x为线路电抗，Pi和Qi分别为i节点的有功功率和无功功率；6)分布式电源有功出力约束的表达式为，其中，PDG,i、QDG,i分别为在第i个节点处接入的分布式电源的有功功率和无功功率，PDG,max为第i个节点允许接入的分布式电源的有功功率上限。优选地，所述的粒子群对优化模型求取最优解的过程包括：31)随机初始化种群中每个粒子的位置Xi和速度Vi；32)计算每个粒子的适应度值Fit[i]，并进行潮流计算，判断每个粒子是否满足模型约束条件，若满足，适应度值不变，进入下一步，若不满足，则进行适应度值计算后，进入下一步；33)获取初始化粒子及初始化粒子在考虑约束之后的适应度值Fit[i]；34)寻找个体极值p(i)，并将当前各粒子的位置和目标值存储于各粒子的p(i)中；同时寻找第一次全局极值，对于每个粒子，用它的适应度值Fit[i]和第一次全局极值gbest比较，若Fit[i]>gbest，则用Fit[i]代替gbest，将所有p(i)中最优的个体的位置和目标值存储于gbest中；35)更新各个粒子的速度和位置；36)重新计算每个粒子的适应值，并进行潮流计算，判断每个粒子是否满足模型约束条件，若满足，适应值不变，若不满足，则舍弃；37)重新获取考虑约束后的新粒子与新适应值；38)若fitness(x,i)>个体极值p(i)，则将fitness(x,i)代替p(i)，并保存其目标值和位置；39)比较对每个粒子的适应度值Fit[i]和全局极值gbest，若Fit[i]>gbest，则用Fit[i]替换gbest；310)若满足设定的优化次数，则输出gbest及其目标值并停止算法，否则转向步骤35)。优选地，所述的电压偏差允许范围为±7％。优选地，所述的电压波动上限为3％。优选地，所述的设定的优化次数为200次。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、本专利技术方法构建了极限接入容量优化模型，改善了含有分布式电源配网系统的电压偏差及电压波动的问题，使系统运行更加安全稳定；二、本专利技术方法考虑了多种约束条件，包括电压偏差约束、电压波动约束、短路电流约束、线路载流量约束、潮流方程约束以及分布式电源有功出力约束，增强了配网系统多约束的适应性；三、本专利技术方法通过粒子群算法求取优化模型最优解，通过合理的迭代次数确定了优选的极限接入容量，优化了配网系统的电压偏差和电压波动，使分布式电源接入的指导更加方便。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为本专利技术方法中粒子群模型的框架示意图；图3为本专利技术一种实施例的配网结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例如图1所示，本专利技术涉及一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法，该方法包括以下步骤：步骤一：极限接入容量优化模型建立，以配网中最大接入容量为优化目标，建立极限接入容量优化模型。步骤二：模型约束条件确定，包括电压偏差约束、电压波动约束、短路电流约束、线路载流量约束、潮流方程约束以及分布式电源有功出力约束。步骤三：极限接入容量优化：采用粒子群算法对优化模型求取最优解，优化配网各节点分布式电源极限接入容量。考虑到电压偏差及电压波动等对配网电压质量的影响，本专利技术提出了一种极限接入容量优化模型，该模型将配网中分布式电源的装机总数看作是配网能够接纳的分布式极限接入容量。以配网中最大接入容量为优化目标，综合考虑电压偏差、电压波动、短路电流、线路载流量、潮流方程约束及分布式电源有功出力约束。极限接入容量优化模型的表达式如下：其中，PDG,i为第i个分布式电源装机容量，n为分布式电源的装机总数。其中，UN为电网额定电压，Ui为第i个节点处的电压偏差；d％为某节点处的电压波动值，dmax％为电压波动上限；Ik为第k个节点处的短路电流，Ik.max为第k个节点处的最大三相短路电流；I为某节点处的线路载流量，Imax为配网允许的最大线路载流量；PDG和QDG分别为分布式电源的有功功率和无功功率，r为电路电阻，x为线路电抗，Pi和Qi分别为i节点的有功功率和无功功率；PDG,i、QDG,i分别为在第i个节点处接入的分布式电源的有功功率和无功功率，PDG,max为第i个节点允许接入的分布式电源的有功功率上限。如图2所示，粒子群算法模型最优解求解的过程具体包括以下步骤：31)随机初始化种群中每个粒子的位置Xi和速度Vi。32)计算每个粒子的适应度值Fit[i]，并进行潮流计算；以20个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：极限接入容量优化模型建立，以配网中最大接入容量为优化目标，建立极限接入容量优化模型；S2：模型约束条件确定，所述的模型约束条件包括电压偏差约束、电压波动约束、短路电流约束、线路载流量约束、潮流方程约束以及分布式电源有功出力约束；S3：极限接入容量优化：采用粒子群算法对优化模型求取最优解，优化配网各节点分布式电源极限接入容量。

【技术特征摘要】
1.一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：极限接入容量优化模型建立，以配网中最大接入容量为优化目标，建立极限接入容量优化模型；S2：模型约束条件确定，所述的模型约束条件包括电压偏差约束、电压波动约束、短路电流约束、线路载流量约束、潮流方程约束以及分布式电源有功出力约束；S3：极限接入容量优化：采用粒子群算法对优化模型求取最优解，优化配网各节点分布式电源极限接入容量。2.根据权利要求1所述的一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法，其特征在于，所述的最大接入容量为最大分布式电源的装机容量。3.根据权利要求2所述的一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法，其特征在于，所述的极限接入容量优化模型的表达式为，其中，PDG,i为第i个分布式电源的装机容量，n为分布式电源的装机总数。4.根据权利要求1所述的一种配网分布式电源极限接入容量的优化方法，其特征在于，所述的模型约束条件中，1)电压偏差约束的表达式为，UN(1-ε1)≤Ui≤UN(1+ε2)其中，UN为电网额定电压，Ui为第i个节点处的电压偏差；2)电压波动约束的表达式为，d％≤dmax％其中，d％为某节点处的电压波动值，dmax％为电压波动上限；3)短路电流约束的表达式为，Ik≤Ik.max其中，Ik为第k个节点处的短路电流，Ik.max为第k个节点处的最大三相短路电流；4)线路载流量约束的表达式为，I≤Imax其中，I为某节点处的线路载流量，Imax为配网允许的最大线路载流量；5)潮流方程约束的表达式为，F(Pi,Qi,Ui,PDG,QDG,r,x)＝0其中，PDG和QDG分别为分布式电源的有功功率和无功功率，r为电路电阻，x为线路电抗，Pi和Qi分别为i节点的有功功率和无功功率；6)分布式电源有功出力约束的表达式为，其中，PDG,i、QDG,i分别为在第i个节点处接入的分布式电源的有功功率和无功功率，PDG,max为第i个...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭航，黄阮明，赵晶晶，赵铃光，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司经济技术研究院，上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31